分布式驱动电动汽车队列模型框架与节能控制研究

发布时间：2021-08-17 20:51

　　本文以一维的车辆队列为研究对象,建立了一种服务于队列的分析和控制的通用型车辆队列的模型框架;提出了一种自适应的分布式电动汽车平面运动能量优化控制策略;提出了一种自适应的电动汽车能量管理与行驶策略;搭建具有通用性以及算法可移植性的控制平台,为实现实车的多车协同控制打下基础。本文主要工作内容包括以下几个方面:（1）将车辆队列视为一种特殊的一维的Multi-agent系统。基于基本元素的队列构架将队列分解车辆动力学模型、车间通信结构、车辆间距三个基本元素。利用反馈线性化的方法将具有强非线性特征的车辆节点模型转化为线形模型进行分析;使用图论有效地将队列中车辆间信息交互的拓扑结构用矩阵的形式表达出来。通过这样解耦的方式,建立了车辆队列的通用模型。（2）基于分布式直驱电动汽车动力学模型,提出了一种分层的控制框架,上层控制器主要负责车辆常规的轨迹跟踪控制,并根据控制分配理论,定义了上层滑模控制所输出的虚拟控制变量与下层实际控制输入之间的线性映射关系;下层则采用自适应能量优化控制策略,基于电机工作效率,在满足车辆动力学要求的前提下重新分配了四个电机的力矩,达到能量优化的效果。（3）基于分布式直驱电动汽... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

车辆队列的道路实车试验

(c) Energy ITS 项目[8](d) GCDC 项目[9]图 1-2 车辆队列的道路实车试验控制研究中，目前最常用、最主流的方式是：减小阻的方式降低能耗[24]。早在 PATH 项目，文献[2气阻力是车辆间距和队列中车辆数的函数，队列的这一结论为车辆队列从队列构型的角度实现节能策略仅仅考虑了风阻对于车辆能耗的影响，却并未量管理的策略。事实上，队列节能控制的基础和关量优化与整个动力学系统的协同。目前，单车能量步深入，但将两者结合起来考虑的相关研究工作

第四章 基于队列约束的电动汽车能量管理与行驶策略应关系。和公式(4.14)相比，公式(4.21)中有两个另外的约束：车辆的加速度 a ( k )。研究方便，我们选定了南京东南大学九龙湖校区附近的一个真实的道仿真。图 4-7 为谷歌地图中这段路的形状、样貌及位置，整个路程连校园形成一个矩形，实际路程大约长 3km。选定道路上所有采样点拔高度的数据都可以从地理信息系统（GIS）中获取。插值处理，将上述信息转换为实际道路上的任意位置的海拔高度和行数，如图 4-8 所示。尽管选定的路段是这样一个封闭的矩形，却并不管理与行驶策略的应用。为了更好地表现仿真的结果，我们用五点三离之间的函数进行了平滑处理。如图 4-8 所示，使用五点三次平滑算高度与行驶的距离之间的函数曲线更加平滑，更加符合实际的路况

【参考文献】：
期刊论文
[1]群体动力学与协调控制研究中的若干问题[J]. 楚天广,杨正东,邓魁英,王龙,谢广明.  控制理论与应用. 2010(01)

博士论文
[1]分布式驱动电动汽车制动系统关键技术研究[D]. 张雷.清华大学 2015
[2]车队协同驾驶分散变结构建模、仿真与控制研究[D]. 马育林.武汉理工大学 2012

硕士论文
[1]基于单目视频流的前方车辆检测与识别[D]. 刘宁.吉林大学 2017
[2]基于四元素构架的车辆队列动力学建模与分布式控制[D]. 郑洋.清华大学 2015
[3]基于模型预测控制的无人驾驶车辆轨迹跟踪控制算法研究[D]. 孙银健.北京理工大学 2015
[4]基于路况信息的混合动力汽车控制策略研究[D]. 付永恒.北京交通大学 2011



本文编号：3348472